SBA1 - EC2 - Chap 2 - Evolution - réglementation

CHAPITRE 2
Evolution de la Règlementation – ETATS LIMITES
1. Introduction – Règlements de calcul
2. Les Eurocodes
3. EC0 / Semi-probabilisme
1
M. SADEK
4. Etats limites
5. Actions – Eurocode 1
6. Combinaisons d’Actions (ELS- ELU)
 Annexes

STRUCTURES EN BÉTON
ARMÉ 1 - Eurocodes
SBA1
2
SBA1
Professeur Marwan SADEK
https://www.researchgate.net/profile/Marwan_Sadek
https://fr.slideshare.net/marwansadek00
Email : marwansadek00@gmail.com
Si vous détectez des erreurs, merci de me le signaler à l’adresse : marwansadek00@gmail.com

PLAN – SBA1
Ch 1 : Généralités – Utilisation du béton armé en BTP
Ch 2 : Evolution de la Règlementation – Etats Limites
Ch 3 : Caractéristiques mécaniques des matériaux – Lois de
comportement
Ch 4 : Durabilité et Enrobage
3
M. SADEK
Ch 4 : Durabilité et Enrobage
Ch 5 : Poutre en flexion simple – Etat Limite Ultime ELU
Ch 6 : Poutre en flexion simple – Etat Limite de Service ELS
Ch 7 : Section soumise à une Traction simple

QUELQUES RÉFÉRENCES
Ancien règlement : BAEL 91, 99
 Règles BAEL 91 modifiées 99, Règles techniques de conception et de calcul des
ouvrages et constructions en béton armé, Eyrolles, 2000.
 J. Perchat (2000), Maîtrise du BAEL 91 et des DTU associés, Eyrolles, 2000.
 J.P. Mougin (2000), BAEL 91 modifié 99 et DTU associés, Eyrolles, 2000.
 ….
EUROCODES
 H. Thonier (2013), Le projet de béton armé, 7ème édition, SEBTP, 2013.
 Jean-Armand Calgaro, Paolo Formichi ( 2013) Calcul des actions sur les
bâtiments selon l'Eurocode 1 , Le moniteur, 2013.
4
bâtiments selon l'Eurocode 1 , Le moniteur, 2013.
 J. M. Paillé (2009), Calcul des structures en béton, Eyrolles- AFNOR, 2009.
 Jean Perchat (2013), Traité de béton armé Selon l'Eurocode 2, Le moniteur,
2013 (2ème édition)
 Manual for the design of concrete building structures to Eurocode 2, The
Institution of Structural Engineers, BCA, 2006.
 A. J. Bond (2006), How to Design Concrete Structures using Eurocode 2, The
concrete centre, BCA, 2006.
https://usingeurocodes.com/
M. SADEK

En plus des Eurocodes, les références principalement
utilisées dans la préparation de ce support sont :
 Thonier 2013
 Perchat 2013
 Paillé 2009
5
Quelques figures et formules ont été tirées de :
 Cours de S. Multon - BETON ARME Eurocode 2 (disponible sur internet)
 Cours béton armé de Christian Albouy
M. SADEK

CHAPITRE 2
Evolution de la Règlementation – ETATS LIMITES
1. Introduction – Règlements de calcul
2. Les Eurocodes
3. EC0 / Semi-probabilisme
6
M. SADEK
4. Etats limites
5. Actions – Eurocode 1
6. Combinaisons d’Actions (ELS- ELU)
 Annexes

Historique – Règlements de calcul
 Réglementation aux contraintes admissibles : BA45, BA60, CCBA68
(Coefficient de sécurité appliqué aux résistances de matériaux, Modèle élastique linéaire)
1. Introduction 2. Les Eurocodes 3. EC0/Semi probabilisme 4. Etats limites 5. Actions 6. Combinaisons d’Actions
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M. SADEK
 Réglementation aux Etats Limites : BAEL 83, BAEL 91, modifiée 99
 Autres : ACI, BS, SIA
 Les Eurocodes (EC2 : Béton armé et précontraint) : codes de conception-
calcul (Coefficients partiels)

LES EUROCODES
 Les EUROCODES sont des NORMES EUROPÉENNES de
CONCEPTION et de CALCUL pour les BÂTIMENTS et les OUVRAGES
de GÉNIE CIVIL.
Trois langues officielles (Anglais, Français, Allemand)
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M. SADEK
 Ces normes « EUROCODES » ont pour objet d’harmoniser les règles
de conception et de calcul au sein des différents états de la communauté
européenne

Les clauses des EUROCODES sont réparties en Principes et Règles
d’application :
 Les Principes, identifiés par la lettre (P), sont les bases
fondamentales garantissant le niveau de performances structural
: ils sont intangibles.
LES EUROCODES
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M. SADEK
 Les Règles d’application sont des méthodes recommandées
permettant de satisfaire les principes.
NOTA : Les Eurocodes ne sont applicables qu’aux ouvrages neufs, mais les
principes, les exigences de base et les règles fondamentales de l’EN 1990
sont applicables pour l’évaluation, voire le renforcement, des ouvrages
existants.

Les EUROCODES définissent des exigences fondamentales pour atteindre des
niveaux de performance appropriés en matière de FIABILITE DES
CONSTRUCTIONS dont les 4 composantes sont :
 la SECURITE STRUCTURALE pour les personnes, les animaux domestiques …
LES EUROCODES
10
M. SADEK
 l’APTITUDE AU SERVICE, fonctionnement, confort …
 la ROBUSTESSE en cas de situations accidentelles
 la DURABILITE, compte tenu des conditions environnementales

LA COLLECTION DES EUROCODES
Nb de Normes
BASES DE CALCUL EC 0 2
ACTIONS EC 1 10
BETON EC 2 4
ACIER EC 3 20
MIXTE EC 4 3
BOIS EC 5 3
MACONNERIE EC 6 4
GEOTECHNIQUE EC 7 2
SEISME EC 8 6
ALUMINIUM EC 9 5
NOTA : les 10 Eurocodes constituent un ensemble de 59 normes ( 30 jusqu’à fin 2005)

LIENS ENTRE LES EUROCODES
Sécurité structurale, aptitude
au service et durabilité
Actions sur les structuresEN 1991
EN 1990
LES EUROCODES
Conception et calcul
Calcul géotechnique et
sismique
EN 1992 EN 1993 EN 1994
EN 1995 EN 1996 EN 1999
EN 1997 EN 1998

PLAN TYPE D’UN EUROCODE :
• PAGE DE TITRE NATIONALE
• AVANT-PROPOS NATIONAL
NORMES NATIONALES TRANSPOSANT LES EUROCODES
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M. SADEK
• EUROCODE TEXTE PRINCIPAL
• ANNEXES NORMATIVES
• ANNEXES INFORMATIVES
• ANNEXE NATIONALE
 (Règles professionnelles)
NORME
EUROPEENNE
NORME
FRANÇAISE

L’EUROCODE 2  Norme française NF EN 1992
CALCUL DES STRUCTURES EN BÉTON :
EN 1992-1-1 : Règles générales et règles pour les bâtiments (2005)
 Annexe Nationale française (2007)
 Recommandations professionnelles (2007)
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M. SADEK
EN 1992-1-2 : Règles générales – Calcul du comportement au feu
EN 1992-2 : Ponts – Calcul et dispositions constructives
EN 1992-3 : Silos et réservoirs

LES EUROCODES POUR LA CONCEPTION D’UN BATIMENT EN
BETON
EUROCODE
PARTIE
D’EUROCODE
TITRE ET/OU OBJET
EN 1990 – Bases de calcul des structures
Texte principal
Exigences fondamentales. Principes du calcul aux états limites par la
méthode des coefficients partiels.
Annexe A1 Application aux bâtiments (combinaisons d’actions).
Partie 1-1
Poids volumiques, poids propres, charges d’exploitation des
bâtiments
Partie 1-2 Actions sur les structures exposées au feu.
Partie 1-3 Charges de neige.
Partie 1-4 Actions dues au vent.
15M. SADEK
EN 1991 : Eurocode 1 – Actions sur les structures
Partie 1-4 Actions dues au vent.
Partie 1-5 Actions thermiques.
Partie 1-6 Actions en cours d’exécution.
Partie 1-7
Actions accidentelles (actions dues aux chocs de véhicules routiers,
de chariots élévateurs, de trains et actions dues aux explosions
internes).
EN 1992 : Eurocode 2 – Calcul des structures en béton
Partie 1-1
Règles générales et règles pour les bâtiments (y compris actions dues
à la précontrainte).
Partie 1-2 Calcul du comportement au feu.
EN 1997 : Eurocode 7 – Calcul géotechnique Partie 1 Calcul des fondations.
EN 1998 : Eurocode 8 – Calcul des structures pour leur
résistance aux séismes
Partie 1 Règles générales, actions sismiques et règles pour les bâtiments.
Partie 5 Fondations, structures de soutènement et aspects géotechniques.

L’EUROCODE 0 : BASES DE CALCUL DES STRUCTURES
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M. SADEK

Plusieurs facteurs sont susceptibles d’influer la sécurité d’un
ouvrage :
• Définition des Actions appliquées à l’ouvrage (Actions)
• Propriétés des matériaux
• Déterminations des sollicitations (Effets des actions)
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M. SADEK
• Méthodes et hypothèses de calcul
• Méthodes d’exécution / qualification du personnel
MARGE DE SÉCURITÉ

 IDÉE DE BASE DU PROBABILISME
Un état-limite pourrait être atteint par intervention combinée de
multiples facteurs aléatoires d’insécurité. L’idée de base du
probabilisme est de limiter la probabilité d’atteindre l’un quelconque des
états-limites en tenant compte du caractère aléatoire :
 des Résistances des Matériaux (incertitudes liées à dispersion des
18
M. SADEK
 des Résistances des Matériaux (incertitudes liées à dispersion des
mesures en laboratoire sur éprouvettes … )
 des Actions, c’est-à-dire des forces ou charges, et des déformations
imposées (incertitudes sur les valeurs prévisibles et les combinaisons
possibles..)
 des Sollicitations M, N, T.. (incertitudes liées aux modèles de calcul et
imperfections d’exécution..)

Méthode de calcul SEMI-PROBABILISTE avec l’Usage de
Coefficients partiels de sécurité (Actions, Résistances,
Sollicitations)
19
M. SADEK
CONCEPT D’ETATS LIMITES
La méthode de calcul « aux états-limites » applique des
coefficients de sécurité partiels d’une part aux résistances,
d’autre part aux actions (et donc aux sollicitations).

VERIFICATION PAR LA METHODE DES COEFFICIENTS PARTIELS
 Fd : Valeur de calcul (design) d’une Action F
1) Valeur de Calcul d’une Action (Fd)
20
M. SADEK
 Fd : Valeur de calcul (design) d’une Action F
 Fk : Valeur caractéristique de l’Action
 Frep : est la valeur représentative appropriée de l’action
 f : Coefficient partiel pour l’Action qui tient compte de la possibilité d’écarts
défavorables des valeurs de l’action par rapport aux valeurs représentatives
 ψ = ψ0, ψ1 ou ψ2 (valeurs définies plus loin)

2) Valeur de calcul des Effets des actions (Ed)
 ad : valeur de calcul des données géométriques
 Sd : coefficient partiel tenant compte d’incertitudes dans la modélisation
21
M. SADEK
 Sd : coefficient partiel tenant compte d’incertitudes dans la modélisation
des actions ou de leurs effets.

3) Valeurs de calcul des Propriétés de Matériaux (Xd)
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M. SADEK
 Xk : valeur caractéristique de la propriété du matériau
  : valeur moyenne du coefficient de conversion qui tient compte des effets
de volume et d’échelle, des effets de l’humidité , de température ..
 m : Coefficient partiel pour une propriété de matériau
(ex : 1.5 pour le béton, 1.2 pour l’acier)

MÉTHODE SEMI-PROBABISTE
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M. SADEK
(D’après Cours CHEC, Perchat)

DURÉE DE SERVICE DES STRUCTURES
CATÉGORIE DE
DURÉE DE SERVICE
DURÉE
DE
SERVICE
AN
F
EXEMPLES
1 10 10 STRUCTURES PROVISOIRES
La durée d’utilisation de projet doit être normalement spécifiée. Le tableau 2.1
de l’EN 1990 propose à titre indicatif des catégories :
24
M. SADEK
1
2 10-25 25
ÉLÉMENTS STRUCTURAUX REMPLAÇABLES
3 15-30 25 STRUCTURES AGRICOLES ET SIMILAIRES
4 50 50 BÂTIMENTS ET AUTRES STRUCTURES COURANTES
5 100 100
BÂTIMENTS MONUMENTAUX
PONTS ET AUTRES OUVRAGES DE GÉNIE CIVIL

PRINCIPE DE CALCUL AUX
ETATS LIMITES
25
M. SADEK
ETATS LIMITES

PRINCIPE DE CALCUL AUX ETATS LIMITES
Les états limites sont des états idéalisés qui ne doivent pas être
atteints sous peine de ne plus permettre à la construction de
satisfaire les exigences pour lesquelles elle a été conçue.
26
M. SADEK
 Etat Limite Ultime (ELU)
 Etat Limite de Service (ELS)

Etat Limite Ultime - ELU
 Capacité maximale de l’ouvrage (sécurité des personnes, de la
structure..)
 Le dépassement de l’ELU équivaut à la ruine de la structure
Selon les Eurocodes, on distingue les ELU suivants :
27
M. SADEK
Selon les Eurocodes, on distingue les ELU suivants :
1. Perte d'équilibre statique (EQU)
2. Rupture ou déformation plastique excessive (STR)
3. Défaillance ou déformation excessive du sol (GEO)
4. Fatigue (FAT)

1. Perte d'équilibre statique (EQU)
Ex : Glissement ou basculement d'un mur de soutènement sous l'action
des différentes charges : poussée de terre, poids de l'ouvrage,
frottement…
28
M. SADEK
frottement…

2.a) Résistance des matériaux :
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M. SADEK
Ouvrage déjà stable, ne doit pas se rompre sous l'action des efforts
qui lui sont appliqués (poutre en flexion simple, ou en flexion
composée ..)

2.b) Instabilité de forme : Flambement des poteaux, déversement
des poutres
30
M. SADEK

Etat Limite de Service - ELS
 Le non-respect de cet Etat compromet la durabilité de l'ouvrage et rend
l’usage incompatible avec les exigences de fonctionnement, de confort
pour les usagers et l’aspect de la construction
 Déformations, vibrations, fissuration ..
31
M. SADEK
On distingue les ELS suivants :
1. Limitation de contraintes (Acier et béton)
2. Ouverture excessive de fissures
3. Déformation Excessive des éléments porteurs
Autres : Vibrations inconfortables, Etanchéité, Isolation …

1. Limitation de contraintes dans l’acier et le béton : Pour éviter
l’apparition de fissures longitudinales, de microfissures ou un
fluage élevé, en l’absence d’autres mesures
32
M. SADEK
fluage élevé, en l’absence d’autres mesures

2. Etat limite d'ouvertures de fissures : Le but est de limiter
l'ouverture des fissures en fonction de plusieurs paramètres
(adhérence acier-béton, enrobage..)
33
M. SADEK
Définition des CLASSES D’EXPOSITION
wmax  0.4, 0.3 ou 0.2 mm

3. Etat limite de déformation (limitation des flèches)
34
M. SADEK

ACTIONS (CHARGES)
Eurocode 1
35
Eurocode 1
M. SADEK

ACTIONS (CHARGES)
(EN 1991 – Partie 1)
Forces et couples dus aux charges appliquées et aux
déformations imposées à une construction.
Elles peuvent provenir de :
 Charges permanentes
36
M. SADEK
 Charges permanentes
 Charges d’exploitation
 Charges climatiques (Neige, Vent )
 Déformations imposées : variation de température,
Tassement des appuis ..
 Incendie, séisme ..

ACTIONS (CHARGES)
Fk : valeur caractéristique d’une
action
37
M. SADEK

Catégories d’Actions ou de Charges
1. Actions permanentes
2. Actions variables
38
M. SADEK
3. Actions accidentelles

1. Actions permanentes (Valeur caractéristique Gk : variabilité
souvent faible , représentation par valeur moyenne, voir annexe A
pour poids volumique)
 Poids propre de l’ouvrage
 Poids des équipements fixes : cloisons, revêtement, machines dans les
39
M. SADEK
bâtiments industriels
 Poids, poussées de terre, pressions des liquides dont le niveau ne varie pas
 …
NOTA : Il y a cependant des cas où il convient de tenir compte des écarts d’une charge permanente
par rapport à sa valeur moyenne, lorsque ces écarts peuvent être sensibles :
Ex : poids des revêtements de chaussée, susceptible de variations notables (± 20 %)

 Charges d'exploitation pour un bâtiment ou un pont (Q)
 Charges climatiques : Vent (W), Neige (S)
40
M. SADEK
 Effets de température (T ou T)
 Charges mobiles (camions, trains ..)
 ..

3. Charges accidentelles FA
 Elles sont rares, la durée d’application est faible
 Uniquement à l’ELU
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M. SADEK
 Choc de véhicule ou d’un bateau sur l’appui d’un pont
 Incendie
 Séisme (E)

CHARGES D’EXPLOITATION DES BÂTIMENTS (NF-EN 1991-1-1, 6.3)
Les surfaces des bâtiments résidentiels, sociaux et commerciaux sont
classées en quatre catégories (Tableau 6.1) :
42
M. SADEK

Charges d’exploitation des bâtiments (NF-EN 1991-1-1, 6.3)
qk (charge
uniformément
répartie)
Qk (charge concentrée
EC1
Exemple : Charges d’exploitation sur les planchers, balcons et escaliers (Tableau 6.2)
43
M. SADEK
Qk (charge concentrée
impact 50x50 mm²)
Non cumulable
AN F

Exemple : Charges d’exploitation sur les planchers, balcons et escaliers
Charge additionnelle due aux cloisons
Cloisons mobiles de poids propre ≤ 1,0 kN/m linéaire de mur : qk = 0,5 kN/m²
 Cloisons mobiles de poids propre ≤ 2,0 kN/m linéaire de mur : qk = 0,8 kN/m²
44
M. SADEK
 Cloisons mobiles de poids propre ≤ 3,0 kN/m linéaire de mur : qk = 1,2 kN/m²
Au Liban : ll est conseillé de prendre une charge supplémentaire due aux cloisons :
150 à 200 daN/m²

Autres aspects (voir Annexes à la fin)
Stockage
Garage
Coefficient de réduction horizontal
45
M. SADEK
Coefficient de réduction vertical
..

Combinaisons d’Actions (EC0)
La détermination des sollicitations (N, T, M) se fait sur la base de
combinaisons de charges
 Combinaisons ELU
46
M. SADEK
 Combinaisons ELS

Action permanente Gk  valeur caractéristique
Gk,sup Ensemble des actions permanentes dont l'effet est défavorable pour la
justification d'un élément donné (poussée de terre sur un mur
de soutènement)
Gk,inf Ensemble des actions permanentes dont l'effet est favorable pour la
justification d'un élément donné (poids de terre sur le mur)
Valeurs caractéristiques des actions
47
M. SADEK
justification d'un élément donné (poids de terre sur le mur)

Action variable Qk  valeur caractéristique
 Valeur de combinaison, notée 0Qk;
 Valeur fréquente, notée 1Qk;
 Valeur quasi permanente, notée 2Qk.
48
M. SADEK

 Tableau A1.1 / EN1990 – Coefficient  pour les bâtiments
49
M. SADEK

Combinaisons d’Actions ELU (STR)
1. Combinaison fondamentale
 Par simplification, pour les bâtiments :
 Lorsque l’on ne considère que l’action variable la plus défavorable
50
M. SADEK
 Lorsque l’on ne considère que l’action variable la plus défavorable
 Lorsque l’on considère toutes les actions variables

2) Combinaison Accidentelle
Combinaisons d’Actions ELU (STR)
Ad :valeur représentative de l’action accidentelle
1,1 : si incendie
51
M. SADEK
3) Combinaison Sismique
 AEd :valeur représentative de l’action sismique

1) Combinaison caractéristique
Combinaisons d’Actions ELS
2) Combinaison fréquente
52
M. SADEK
3) Combinaison quasi-permanente

EXTRAIT ANNEXE A (EC1 – partie 1.1)
Matériaux de construction
Tableaux A1  A12
Tableau A.1 - Béton et mortier
54
M. SADEK

Tableau A.2 - Maçonnerie
55
M. SADEK

Tableau A.3 - Bois
56
M. SADEK

Tableau A.4 - Métaux
57
M. SADEK

Tableau A.7 - Matériaux bâtiments
58
M. SADEK

EXTRAIT (EC1 – partie 1.1 - 6.3)
Stockage, Garage
Coefficients de réduction
59
M. SADEK

EXTRAIT (EC1 – partie 1.1)
Valeurs caractéristiques des charges d'exploitation
60
M. SADEK

EXTRAIT (EC1 – partie 1.1 - 6.3)
61
M. SADEK

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M. SADEK

63
M. SADEK

Rappels théoriques des unités
 Longueur en (m)
1 m = 100 cm
(précision en B.A : 1 cm voir 0.5 cm)
 Force (N)
10 N = 1 daN = 1 kg (kgf )
64
M. SADEK
10 N = 1 daN = 1 kg (kgf )
1 MN = 103 kN = 100 T (Tf)
 Pression (Pa)
1 Pa = 1 N/m²
1 MPa = 106 Pa = 1 N/mm²
1 MPa = 10 bars = 100 T/m²
1 bar = 1 kg/cm²

Exercices
 Charge au m² sur une dalle
 Combinaison d’action ELS , ELU
 Exemple numérique / calcul des efforts max
 Charge totale / Charge sur poteau
65
M. SADEK
 Charge totale / Charge sur poteau
 Charge sur poutre (/ ml)

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